技術セミナー・研修・出版・書籍・通信教育・eラーニング・講師派遣の テックセミナー ジェーピー

リチウムイオン電池における金属・合金・酸化物系負極の開発動向

リチウムイオン電池における金属・合金・酸化物系負極の開発動向

~ポスト炭素材料! シリコン・スズ・チタン系負極の開発~
東京都 開催 会場 開催

概要

本セミナーでは、リチウムイオン電池のさらなる高容量・高出力・長寿命・低コスト化のために、シリコン・スズ・チタン系など負極材料開発について詳解いたします。

開催日

  • 2012年2月15日(水) 10時30分 16時30分

受講対象者

  • 電池開発・電池材料開発に携わる技術者

修得知識

  • 負極材料の開発動向
    • 金属・合金・化合物系
    • シリコン系
    • スズ系
    • チタン酸化物系
    • チタン酸リチウム

プログラム

第1部 リチウムイオン電池の利用分野と要求特性および構成材料の課題と展望

~炭素代替負極と他構成材料との関わり~
(2012年2月15日 10:30~11:30)

 リチウムイオン電池は、携帯機器用途で世界販売金額が約1兆円と、大きな電池市場に成長したが、更に、自動車用から産業機器用、電力貯蔵用へと大型電池分野でも大きな成長が期待されている。ただ、これまでのLiイオン電池は、常温で、数時間かけて充電して、数時間かけて放電する携帯機器用途に向けて最適化された電池構成となっており、-5℃以下の低温では作動しにくく、また、45℃以上の高温では劣化が大きいなどの問題がある。自動車用途では、高容量化とともに、使用できる温度範囲 (-30℃~60℃) の拡大、安全性の確保が重要となっている。また、大型産業機器や電力貯蔵用途では、80℃以上での耐熱性と安全性の確保、低コスト化などが不可欠となっている。
 従来電池の問題点の多くは黒鉛系負極に由来することが分かっており、それに代替できる酸化物系や合金系負極の研究開発が活発に行われている。
 本稿では、電池利用分野と機器に要求される特性を紹介しつつ、正極、負極、セパレータ、バインダ、電解液など、各種の電池構成材料の課題と今後の開発の可能性について紹介する。

  1. 電池の利用分野の拡大と要求される電池性能
    1. 携帯機器用途
    2. 自動車用途
    3. 鉄道車両や産業機器
    4. 電力貯蔵用
  2. Liイオン電池における課題とそれを解決する材料技術
    1. 正極
    2. 負極
    3. セパレータ
    4. 電解質
    5. 高性能化と安全性の両立に向けて
  3. 今後の展開
    • 質疑応答

第2部 合金系負極の概要とスズ系・シリコン系材料の特性および性能向上技術

(2012年2月15日 11:40~12:40)

 合金系負極材料では、スズ系やシリコン系などが検討されているが、従来の黒鉛系材料に比べて

  • 数倍の高容量化が可能
  • 低温から高温まで作動可能 (-30℃~80℃)
  • Liデンドライトが析出しにくいので耐熱性不織布セパレータが使用できる
  • 多様な電解液や電解質が使用できる
  • 安全性に優れる
    などの多くの利点がある。
     しかし、Li合金化の際の体積変化が大きいため高強度バインダや高強度集電体が必要となり、また、不可逆容量をキャンセルするためのLiドーピングが必要であること、などの課題がある。
     本稿では、最近の開発動向について紹介する。
  1. 合金系材料の概要
    1. 合金系材料
    2. 容量と電圧
    3. 体積変化
    4. 電極の電極設計
  2. 合金系材料の電極特性
    1. スズ系材料
    2. シリコン系材料
      • シリコン系負極用接着剤
    3. 電池評価
  3. 今後の展望
    • 質疑応答

第3部 高容量チタン酸化物系負極材料の研究開発動向

~チタン酸化物負極の特性と性能向上技術~
(2012年2月15日 13:40~15:00)

 リチウム二次電池は、携帯電話やノートパソコンをはじめとする携帯型の電子情報機器や産業用機器のバッテリーとして広く利用されている。今後は、自動車用電源、電力貯蔵・負荷平準化用途などの大型蓄電池としての本格的な使用が期待されており、更なる電池の低コスト化・長寿命化が求められている。
 本講演では、自動車用途などに必要とされる急速な充放電と10年以上の長寿命のために、期待されている高電位酸化物系負極材料についての研究開発動向と、我々産総研のグループで精力的に取り組んでいる新規酸化物系材料とその性能向上技術について、最新の研究成果を交えながら概説する。

  1. リチウム二次電池の現状と今後への期待
    1. リチウム二次電池の構成・原理
    2. リチウム二次電池の現状と課題
    3. リチウム二次電池の大型化・高性能化の期待
  2. リチウム二次電池用酸化物負極材料の現状
    1. リチウムチタン酸化物負極材料の特徴
    2. リチウムチタン酸化物の結晶構造と物性
    3. リチウムチタン酸化物の特性改善の取り組み
  3. 高容量チタン酸化物系新規材料の取り組み紹介
    1. 二酸化チタン系材料
    2. 複合チタン酸化物系材料
    3. 水素チタン酸化物系材料
    4. その他の酸化物系材料 (1)
    5. その他の酸化物系材料 (2)
  4. 今後の技術開発の展望
    1. 高容量化のための結晶構造制御技術
    2. 高出力化のための物性制御技術
  5. まとめ
    • 質疑応答

第4部 チタン酸リチウム負極材料の開発動向

~チタン酸リチウムの特性と高性能化技術~
(2012年2月15日 15:10~16:30)

 環境対策の必要性から、ますます加速してきた車載用LIB市場を背景に、カーボン系とは異なる長寿命・高速充放電特性・低温特性が期待されている、古くて新しい活物質LTOの歴史・特徴・合成方法・原料・資源・高機能化技術開発動向等を材料メーカーの立場から紹介する。

  1. はじめに
  2. リチウムイオン電池 (LIB) 負極材料&EV・HEV業界動向
    1. 負極材メーカー動向
    2. 炭素系負極材の分類
    3. 大型電池でLTOに着目
    4. LIB新電極材料の検討
  3. LIB用チタン系負極材活物質
    1. リチウムイオン電池負極材活物質
    2. TiO2活物質
    3. LTO研究の歴史
    4. LTOへのLiイオンのインターカレーションメカニズム
    5. LTOの特徴
  4. 東邦チタニウムにおけるチタン酸リチウム (LTO) 開発経緯
    1. LIB用LTO負極開発
    2. 当社のLIB電極材料開発
    3. 車載用LIBの位置づけ
  5. 東邦チタニウム製LTOの紹介
    1. LTOの合成方法
    2. LTOのコインセル (2032型) による単極評価
    3. LTOの充放電特性・サイクル特性・レート特性
  6. LTOの高機能化技術
    1. 小粒径化によるレート特性の改善
    2. 炭素系材料との複合化
    3. ドーピングによる表面改質
  7. Li&Ti資源
    1. チタンの鉱石について
    2. 世界のLi資源量の内訳
    3. 塩湖の作られ方
  8. まとめ
    • 質疑応答

講師

  • 第1,2部 講師
    • 境 哲男 氏
  • 第3部 講師
    • 秋本 順二 氏
  • 第4部 講師
    • 堺 英樹 氏
  • 境 哲男
    独立行政法人 産業技術総合研究所 ユビキタスエネルギー研究部門
    上席研究員 兼 電池システム研究グループ長
  • 秋本 順二
    国立研究開発法人 産業技術総合研究所 省エネルギー研究部門
    首席研究員
  • 堺 英樹
    東邦チタニウム 株式会社 技術開発本部 開発部
    主席技師

会場

東京流通センター

2F 第2会議室 A

東京都 大田区 平和島6-1-1
東京流通センターの地図

主催

お支払い方法、キャンセルの可否は、必ずお申し込み前にご確認をお願いいたします。

お問い合わせ

本セミナーに関するお問い合わせは tech-seminar.jpのお問い合わせからお願いいたします。
(主催者への直接のお問い合わせはご遠慮くださいませ。)

受講料

1名様
: 45,000円 (税別) / 47,250円 (税込)
複数名
: 38,000円 (税別) / 39,900円 (税込)

複数名同時受講の割引特典について

  • 2名で参加の場合、1名につき 7,350円割引
  • 3名で参加の場合、1名につき 10,500円割引 (同一法人に限ります)
本セミナーは終了いたしました。

これから開催される関連セミナー

開始日時 会場 開催方法
2024/4/4 リチウムイオン電池・全固体電池電極の新しい製造プロセス オンライン
2024/4/5 リチウムイオン二次電池における電極界面の設計・評価と特性改善 オンライン
2024/4/10 リチウムイオン電池のリユース & リサイクルにおける諸規制 オンライン
2024/4/10 分散型電源システムの最新動向と事業展開 オンライン
2024/4/10 関西電力株式会社 原子力発電の現状と今後の展望 東京都 会場・オンライン
2024/4/11 リチウム二次電池の循環使用 オンライン
2024/4/12 今注目のxEVと車載パワーエレクトロニクス、高周波対応基板材料、ポリマー光導波路 (POW) の動向 オンライン
2024/4/12 NOx (窒素酸化物) 対策と水素・燃料アンモニアの導入方策 オンライン
2024/4/12 EVにおける超急速充電の課題と対応 オンライン
2024/4/15 スラリーの挙動と制御およびリチウムイオン電池電極スラリー化技術と評価方法 オンライン
2024/4/15 アルカリ水電解の開発状況・課題と国内外の動向 オンライン
2024/4/16 2024年の蓄電池市場・政策動向とビジネスチャンスの掴み方 東京都 会場・オンライン
2024/4/16 アニオン交換膜 (AEM) 型水電解技術の展望と材料設計 オンライン
2024/4/16 相変化潜熱蓄熱材料の開発動向と熱マネジメントへの応用 オンライン
2024/4/17 「バイポーラ (対局) 構造型電池」および「三次元構造型電池」の設計開発、今後の展望 オンライン
2024/4/18 水素エネルギーとモビリティ オンライン
2024/4/19 リチウムイオン電池のドライ電極の技術動向とプロセスの検討 オンライン
2024/4/24 NOx (窒素酸化物) 対策と水素・燃料アンモニアの導入方策 オンライン
2024/4/24 リチウムイオン電池のウェットプロセスとドライプロセス オンライン
2024/4/24 スラリーの挙動と制御およびリチウムイオン電池電極スラリー化技術と評価方法 オンライン

関連する出版物

発行年月
2023/11/30 EV用電池の安全性向上、高容量化と劣化抑制技術
2023/11/29 リチウムイオン電池の拡大、材料とプロセスの変遷 2023 [書籍 + PDF版]
2023/11/29 リチウムイオン電池の拡大、材料とプロセスの変遷 2023
2023/9/8 2024年版 スマートエネルギー市場の実態と将来展望
2023/6/14 車載用リチウムイオン電池リサイクル : 技術・ビジネス・法制度
2023/6/9 2023年版 リチウムイオン電池市場の実態と将来展望
2023/5/31 アンモニアの低温・低圧合成と新しい利用技術
2023/4/6 電池の回収・リユース・リサイクルの動向およびそのための評価・診断・認証
2023/3/10 2023年版 二次電池市場・技術の実態と将来展望
2023/2/28 リチウムイオン電池の長期安定利用に向けたマネジメント技術
2023/2/17 2023年版 水素エネルギーの市場予測と将来展望
2023/1/20 2023年版 太陽光発電市場・技術の実態と将来展望
2022/11/21 海洋エネルギーの活用技術 (CD-ROM版)
2022/11/21 海洋エネルギーの活用技術
2022/11/11 2023年版 スマートグリッド市場の実態と将来展望
2022/10/17 リチウムイオン電池の拡大と正極材のコスト & サプライ (書籍 + PDF版)
2022/10/17 リチウムイオン電池の拡大と正極材のコスト & サプライ
2022/9/30 水素の製造とその輸送、貯蔵、利用技術
2022/9/16 2022年版 蓄電池・蓄電部品市場の実態と将来展望
2022/9/14 リチウムイオン電池の製造プロセス & コスト総合技術2022 (進歩編)